阅读说明：本技术 一种筒式仓粮食储藏方法 (Cylindrical grain storage method ) 是由 盛强 徐擎宇 王录印 吴晓冬 李浩杰 刘胜强 欧阳帆 杨蕊宇 秦宁 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种筒式仓粮食储藏方法,包括内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺,内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺择一实施；内环流控温工艺从粮仓下部将粮堆冷心的冷量抽出并输入到粮堆顶部上方的空间,粮堆内形成下行式气流；熏蒸工艺从粮仓上部将粮堆顶部上方空间中的熏蒸气体抽出后从粮仓下部通风口通入粮堆底部,粮堆内形成上行式气流；氮气气调工艺从粮仓下部向粮堆底部充入氮气,然后从粮仓上部抽出气体外排以使粮堆内氮气浓度达到氮气浓度目标值一。本发明能根据实际储粮情况灵活选择适宜的储藏工艺,有效提高粮食储藏质量,内环流控温、熏蒸和气调储藏均独立运行,保障储粮质量的同时降低储藏能源消耗,运行成本低。(The invention discloses a barrel type grain storage method, which comprises an internal circulation temperature control process, a fumigation process and a nitrogen gas adjusting process, wherein the internal circulation temperature control process, the fumigation process and the nitrogen gas adjusting process are alternatively implemented; the internal circulation temperature control process pumps out the cold energy of the cold core of the grain pile from the lower part of the granary and inputs the cold energy into the space above the top of the grain pile, and downward airflow is formed in the grain pile; the fumigation process is characterized in that fumigation gas in the space above the top of the grain pile is pumped out from the upper part of the grain bin and then is introduced into the bottom of the grain pile from an air vent at the lower part of the grain bin, and upward air flow is formed in the grain pile; the nitrogen gas adjusting process is characterized in that nitrogen gas is filled into the bottom of a grain pile from the lower part of the grain bin, and then gas is pumped out from the upper part of the grain bin to be discharged so that the nitrogen concentration in the grain pile reaches a nitrogen concentration target value one. The invention can flexibly select a proper storage process according to the actual grain storage condition, effectively improve the grain storage quality, ensure the grain storage quality, reduce the storage energy consumption and have low operation cost, and the internal circulation control temperature, the fumigation and the controlled atmosphere storage are operated independently.)

一种筒式仓粮食储藏方法

技术领域

本发明涉及粮食仓储技术领域，尤其涉及一种筒式仓粮食储藏方法。

背景技术

粮食仓储是粮食收获后至消费前的贮存管理过程。湿度和温度是粮食仓储安全性的关键因素，传统的粮仓通风系统采用地上笼通风或地槽通风，粮食的水分垂直分层问题严重，并且粮仓内的粮堆易形成较大的冷心和明显的热皮，粮堆冷心部位的粮食温度可以较长期保持在15℃以下，可以较长期安全储藏，而粮堆表面的粮食温度会达到25℃～30℃，粮食品质变化较快、易受虫霉危害，伴随湿热转移引起局部发热、结块，甚至造成粮面板结或粮食霉变。现有的粮仓通常只能实施内环流控温、熏蒸、气调储藏中的一种储藏方式，无法实现将各种储粮方式整体集成及关联控制，无法针对当前的环境状况、粮情状况实施最佳的储粮方式，难以充分保障储粮质量，储粮能耗高、成本低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种筒式仓粮食储藏方法，解决目前技术中粮食储藏功能单一，未能有机结合，难以充分保障储粮质量，能源耗费多，成本高的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种筒式仓粮食储藏方法，包括内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺，所述的内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺择一实施；

所述的内环流控温工艺包括，监测粮仓内粮堆上方空间的仓内温度，当仓内温度大于等于温度预设值一时，从粮仓下部将粮堆冷心的冷量抽出并输入到粮堆顶部上方的空间，粮堆内形成下行式气流，当仓内温度小于等于温度预设值二时停止；

所述的熏蒸工艺包括，在粮堆顶面施药后，从粮仓上部将粮堆顶部上方空间中的熏蒸气体抽出，然后从粮仓下部通风口通入粮堆底部，粮堆内形成上行式气流，熏蒸时间达到预设时间后停止；

氮气气调工艺包括，从粮仓下部向粮堆底部充入氮气，然后从粮仓上部的粮堆顶部上方空间抽出气体外排，粮堆内氮气浓度达到氮气浓度目标值一后停止。

本发明所述的筒式仓粮食储藏方法可根据实际的地理环境、仓储状况来灵活选择适宜的储藏工艺，有效提高粮食的储藏质量，在温度相对较低的北方，在冬季的储藏过程中会获得较多的冷量，在度夏时，粮堆顶部的粮温升高，而粮堆仍然具有较大的冷心，从而可通过内环流控温工艺利用粮堆冷心的冷量来对粮堆顶部的粮食进行降温，在保障储粮质量的同时大大降低储藏能耗，而在温度相对较高的南方，在冬季的储藏过程中并不能获得足够的冷量，在度夏时若采用内环流控温工艺则无法保障粮食达到适宜的温度，从而会出现粮食损失的状况，因此内环流控温工艺不适用于在温度相对较高的南方，但是可采用氮气气调工艺，采用下充气上排气的方式来使粮仓内充入氮气，从而使得粮仓内含氧量达到缺氧或无氧的状况，进而达到降低粮食呼吸及生理代谢强度、延缓粮食品质陈化的目的，能够减小度夏时对粮仓额外制冷所需的能耗；而当粮仓内的粮食出现生虫时，则可通过熏蒸工艺来有效杀灭虫害，熏蒸工艺在粮堆内部形成上行式气流，熏蒸时的气流与内环流控温时的气流相反，能够减小药剂的浪费，减小熏蒸气体在粮堆上部空间积聚的压力，减小出现燃爆的风险，同时也可以采用氮气气调工艺来处理虫害，当粮仓内含氧量达到缺氧或无氧的状况时，能有效阻止有害生物的新陈代谢活动，达到控制虫害的孳生和蔓延、抑制霉菌繁殖的目的，并且氮气不会污染环境、没有毒性，使用安全性更高，保障粮食的洁净，也避免工作人员出现中毒的危险状况。

进一步的，所述的内环流控温工艺中，从粮仓下部设置的若干个通风口同时将粮堆冷心的冷量抽出，能提高粮堆冷心的冷量的利用充分性和均匀性，提高环流均温的效率，传统方案从粮堆冷心的局部抽出冷量来对粮堆顶部的粮食进行降温，对粮堆顶部粮食的降温效率低，会导致粮堆冷心出现局部热局部冷的状况，未能充分利用粮堆冷心的冷量；

所述的熏蒸工艺中，从粮仓下部设置的若干个通风口同时将熏蒸气体向粮堆底部通入，提高熏蒸均匀性，并且由于熏蒸气体从更大的区域进入到粮堆中，能够减小熏蒸气体流动的阻力，从而只需要较小功率的风机即能维持粮堆内形成稳定流动的气流，即，所需熏蒸风机的功率较低，能够降低系统建造成本；

所述的氮气气调工艺中，从粮仓下部设置的若干个通风口同时向粮堆底部充入氮气，提高氮气进入粮堆的均匀性，提高粮堆内惰性气体含量达到目标值的效率，缩短处理时间。

进一步的，所述的氮气气调工艺中，从粮仓上部的粮堆顶部上方空间间歇式的抽出气体外排，确保氮气能充分均匀的进入粮堆，避免粮堆内局部区域未能被氮气充满，导致该局部区域未能达到缺氧或无氧的状况，从而该局部区域会发生虫害、粮食生理代谢过快的状况，影响粮食储藏质量。

进一步的，所述的氮气气调工艺中，先仅从粮仓下部向粮堆底部充入氮气，待粮仓内气压升到仓压预设值一时再开始抽出气体外排，待粮仓内气压下降到仓压预设值二时停止抽出气体外排，重复上述过程，直至粮堆内氮气浓度达到氮气浓度目标值一时停止充入氮气，提高氮气进入粮堆的均匀充分性，避免出现局部区域未达到缺氧或无氧的状况。

进一步的，所述的仓压预设值一为粮仓内气压大于外界气压240～260Pa，所述的仓压预设值二为粮仓内气压大于外界气压40～60Pa，保障氮气在粮堆中充入的均匀性。

进一步的，所述的氮气气调工艺应用于无虫粮时氮气浓度目标值一为90％～95％，有效控制虫害的孳生和蔓延、抑制霉菌繁殖、降低粮食呼吸及生理代谢强度和延缓粮食品质陈化。

进一步的，所述的氮气气调工艺应用于杀虫时氮气浓度目标值一为98％及以上，并维持大于等于28天，然后维持粮堆内氮气浓度自然衰减，能够有效杀灭虫害，减少粮食损失，提高储粮质量。

进一步的，所述的内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺由集成系统实施，所述集成系统包括与粮仓底部地笼连通的通风口、连通至粮仓内粮堆顶部空间的循环管路以及用于输送惰性气体的气调管路，所述的通风口与循环管路之间连接有并联设置的分支管路一和分支管路二，所述的分支管路一上设置了进风口与通风口连通、出风口与循环管路连通的内环流风机，所述的分支管路二上设置有进风口与循环管路连通、出风口与通风口连通的熏蒸风机，所述的气调管路连通至通风口，还包括与循环管路连通的分支管路三，分支管路三上设置有进风口与循环管路连通、出风口与外界连通的排风机，所述的气调管路、分支管路一、分支管路二和分支管路三上分别都设置有阀门。本发明的集成系统集成了内环流控温功能、熏蒸功能和氮气气调功能，可以根据实际需要通过控制不同的管路及风机工作来在不同的功能中进行切换，整个系统结构精简，实现了一体化多功能，便于集中控制，系统操作方便，安装、维护简单，能源消耗小，运行成本低。

进一步的，若干个通风口通过管路汇合至汇流管，所述的分支管路一和分支管路二并联在所述汇流管与循环管路之间，在进行内环流控温时，能同时通过若干个通风口将粮堆冷心的冷量抽出然后输送到粮堆顶部的仓内空间，能提高粮堆冷心的冷量的利用充分性和均匀性；在进行熏蒸时，也能将熏蒸气体同时从若干个通风口通入到粮堆的底部中，提高熏蒸均匀性。

进一步的，所述的气调管路连接在汇流管上，在进行气调储藏时，氮气同时从若干个通风口通入到粮堆的底部中，提高氮气进入粮堆的均匀性。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的筒式仓粮食储藏方法能够根据实际的储粮情况灵活选择适宜的储藏工艺，有效提高粮食的储藏质量，内环流控温、熏蒸和气调储藏均可独立运行，有效保障储粮质量的同时降低储藏能源消耗，运行成本低；

不同的工艺共用一套集成系统，系统集成度高，实施方便、成本低，系统操作方便，安装、维护方便。

附图说明

图1为筒式仓粮食储藏方法的结构示意图；

图2为内环流控温时的工作示意图；

图3为熏蒸时的工作示意图；

图4为气调储藏时的工作示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种筒式仓粮食储藏方法，将内环流控温、熏蒸和气调储藏整体集成及关联控制，能根据当前的环境状况、粮情状况实施最佳的储粮方式，有效提高储粮质量，降低储粮能耗及成本。

一种筒式仓粮食储藏方法，主要包括内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺，所述的内环流控温工艺、熏蒸工艺和氮气气调工艺择一实施,根据粮仓所处的地理位置、温湿度等外界环境状况、粮食仓储状况等来选择适宜的储藏工艺，有效提高粮食储藏质量的同时降低储藏能耗；

所述的内环流控温工艺主要为，监测粮仓内粮堆上方空间的仓内温度，当仓内温度大于等于温度预设值一时，从粮仓下部设置的若干个通风口同时将粮堆冷心的冷量抽出，然后输入到粮堆顶部上方的空间，粮堆内形成下行式气流，利用粮堆冷心的冷量来对粮堆顶部进行降温，能有效提高冷量的利用率，降低储藏能耗，当仓内温度小于等于温度预设值二时停止

所述的熏蒸工艺主要为，在粮堆顶面施药后，药剂产生熏蒸气体，从粮仓上部将粮堆顶部上方空间中的熏蒸气体抽出，然后从从粮仓下部设置的若干个通风口同时将熏蒸气体向粮堆底部通入，粮堆内形成上行式气流，熏蒸气体在粮堆内上行式流动，循环适当的时间后，仓内空气含药浓度达到均匀一致的状态，熏蒸时间达到预设时间后停止，在熏蒸工艺实施过程中实时检测仓内熏蒸气体的浓度，及时补充施药，确保仓内熏蒸气体的浓度达到要求，从而保障灭虫效果；

氮气气调工艺主要为，从粮仓下部设置的若干个通风口同时向粮堆底部充入氮气，然后从粮仓上部的粮堆顶部上方空间抽出气体外排，采用上充气下排气的方式来使粮仓内充入氮气，使得粮仓内达到缺氧或无氧的状况，粮堆内氮气浓度达到氮气浓度目标值一后停止。

为了降低实施成本并且便于集中管控，采用一种集成系统，一套管网能够实现内环流控温功能、熏蒸功能以及氮气气调功能，如图1所示，集成系统主要包括与粮仓底部地笼连通的通风口1、连通至粮仓内粮堆顶部空间的循环管路2以及用于输送惰性气体的气调管路3，所述的循环管路2为设置于粮仓外壁上的管路，整体沿着竖向，气调管路3从粮仓外壁的上部通入到粮仓内粮堆顶部空间，通风口1在筒式仓的仓壁底部均匀间隔设置有若干，其中的两个或以上的通风口1通过管路汇合至汇流管4，所述的汇流管4与循环管路2之间连接有并联设置的分支管路一5和分支管路二6，所述的分支管路一5上设置了进风口与通风口1连通、出风口与循环管路2连通的内环流风机51，所述的分支管路二6上设置有进风口与循环管路2连通、出风口与通风口1连通的熏蒸风机61，所述的气调管路3连接在汇流管4上进而与通风口1连通，筒式仓粮食储藏方法还设置有与循环管路2连通的分支管路三7，所述的分支管路三7具体连接在分支管路二6上，分支管路三7通过分支管路二6与循环管路2连通，分支管路三7上设置有进风口与循环管路2连通、出风口与外界连通的排风机71；

所述的气调管路3、分支管路一5、分支管路二6和分支管路三7上分别都设置有阀门，具体的，在分支管路一5上设置了位于内环流风机51入口一侧的蝶阀一52和位于内环流风机51出口一侧的蝶阀二53，在分支管路二6上设置了位于熏蒸风机61入口一侧的蝶阀三62和位于熏蒸风机61出口一侧的蝶阀四63，在分支管路三7上设置了位于排风机71入口一侧的蝶阀五72，气调管路3上设置了球阀31。

所述通风口1与汇流管4之间的管路包括地面部分和地下预埋部分，地面部分设置有保温层,减小气流沿通风口与汇流管之间的管路流动时与外界的热交换；所述的循环管路2、分支管路一5和分支管路二6采用隔热管道制成，隔热管道包括沿径向由内而外依次设置的内层、中间保温层和外层，所述的内层为PVC管，所述的外层为不锈钢管，中间保温层可以为聚氨酯发泡层，结构强度高，使用寿命长，具有良好的绝热保温效果，减小沿管路输送的气流与外界的热交换，降低粮食储藏的能耗；分支管路三7采用不锈钢钢管，气调管路3包括地面部分和地下部分，地面部分采用不锈钢管，地下部分采用PPR管，气调管路3连通至制氮设备，即，采用氮气来进行气调储藏，制氮设备产生的氮气沿着气调管路3通至粮仓内粮堆顶部空间；内环流风机51、熏蒸风机61设置有隔热保温层，减小工作时与外界的热交换，提高粮堆冷心的冷量的利用充分性。

熏蒸风机61的功率小于内环流风机51的功率，进行内环流控温处理时的气流方向与熏蒸处理时的气流方向相反，在进行内环流控温处理，在粮堆内部的气流为下行式气流，需要更大的风机功率才能将气体压入粮堆内并向下流动；在进行熏蒸时，在熏蒸风机61的作用下，粮堆顶部空间的熏蒸气体沿着循环管路下行，然后从通风口进入粮堆的底部，最后再在粮堆中由下往上流动，即，在粮堆内部的气流为上行式气流，气流在粮堆内部上行式流动相对于下行式流动更容易，所需的风压更小，熏蒸时采用的是磷化氢，磷化氢具有爆燃性，若采用与内环流控温相同的气流方向，则由于粮食的阻挡，仓顶的气压会较大，造成仓顶能量集聚，容易燃爆，并且仓顶气密性较差，仓顶的气压增大会增加磷化氢气体从仓顶逸出的状况，会造成药剂的浪费，同时污染环境，因此，熏蒸处理时的为粮堆内部的气流为上行式，熏蒸的均匀充分性更好，效果安全、效率高；

排风机71的功率也小于内环流风机51的功率，排风机71是用于气调储藏的，气调储藏只需要氮气充满粮仓内，而不需要在粮堆内形成持续流动的稳定气流，因此气调储藏所需的风量、风压小，排风机只需要小功率的风机即可；

因此，熏蒸风机61、排风机71只需采用功率小于内环流风机51的即可，能够降低建造实施成本，也降低熏蒸、气调储藏时的运行功耗，在本实施例中，内环流风机51的功率为3Kw，熏蒸风机61的功率为0.75Kw，排风机71的功率为0.33Kw。

内环流控温：

在地理位置相对较北的地方，在冬季的储藏过程中能获得较多的蓄冷量，在夏季时，粮堆顶部温度较高，而粮堆的底部、中心区域为温度较低的冷心，则可通过内环流控温工艺进行控温，利用粮堆冷心的冷量来对粮堆顶部进行降温，能有效保障储粮质量，并且有效降低储粮所需的能耗，利用上述的集成系统进行内环流控温工艺，当仓内温度大于等于22℃低温仓为22℃，如果为准低温仓则是26℃时，开启内环流风机51、蝶阀一52以及蝶阀二53；关闭熏蒸风机61、排风机71、蝶阀三62、蝶阀四63、蝶阀五72以及球阀31；

如图2所示，粮堆冷心的冷量被内环流风机51从若干个通风口同时抽出，冷量沿着汇流管、分支管路一的路径通入到循环管路2中，然后沿着循环管路2向上流动，即，循环管路2中是上行气流，接着冷量被通入到粮仓内粮堆顶部空间中，然后冷量进入到粮堆顶面内，有效的对粮堆顶面进行降温，由于内环流风机51将粮堆底部的空气抽出，从而粮堆底部会形成负压，进而使得粮堆内部形成自上而下的气流，即，粮堆内部为下行式气流，最终实现内环流控温，利用粮堆冷心的冷量来对粮堆表面进行降温，保障储粮质量的同时降低能耗，节能环保。

熏蒸：

当粮仓内的粮食出现虫害时，首先在粮堆顶面施药，药剂采用磷化氢药片，药剂在粮堆顶部的仓顶空间内产生磷化氢气体，此时还可以在粮堆顶部盖上覆膜进行密封，循环管路2连通至粮堆顶部与覆膜之间的空间，在覆膜下的粮堆顶面施药，药剂在粮堆顶部与覆膜之间的空间中产生磷化氢气体；

利用前述的集成系统进行磷化氢环流熏蒸时，开启熏蒸风机61、蝶阀三62以及蝶阀四63，并且关闭内环流风机51、蝶阀一52、蝶阀二53、排风机71、蝶阀五72和球阀31，在筒式仓内设置气体取样点来采集熏蒸气体的浓度信息，具体可在筒式仓的中心以及周向上均匀间隔设置气体取样点，熏蒸气体的浓度降低时及时补充施药，确保仓内熏蒸气体的浓度达到要求，从而保障灭虫效果；

如图3所示，在在粮堆顶部上方的磷化氢气体被熏蒸风机61沿着循环管路2抽出，从而磷化氢气体沿着循环管路2向下流动，即，循环管路2中是下行气流，接着磷化氢气体通过分支管路二6进入到汇流管4中，然后再分流到若干个通风口后进入到粮仓内粮堆的底部，磷化氢气体再在粮堆内部自下而上流动，即，粮堆内部为上行式气流，磷化氢气体在流经粮堆时对粮食进行充分的灭虫，上行式气流能够提高熏蒸的均匀充分性，最终磷化氢气体向上流动至粮堆顶部上方空间，实现了环流熏蒸，此种气流方向的环流熏蒸方式有效避免熏蒸气体在粮堆上部空间积聚而出现燃爆的风险，也有效避免熏蒸气体在粮堆上部空间积聚压力过大而逸出，减小药剂的浪费，避免造成环境污染。

气调储藏：

将氮气通入到粮仓的粮堆内，人工调整粮仓内含氧量以达到缺氧或无氧，阻止有害生物的新陈代谢活动，达到控制虫害的孳生和蔓延、抑制霉菌繁殖、降低粮食呼吸及生理代谢强度和延缓粮食品质陈化的目的；

利用前述的集成系统进行气调储藏时，开启排风机71、蝶阀五72、蝶阀三62和球阀31；关闭内环流风机51、蝶阀一52、蝶阀二53、熏蒸风机61和蝶阀四63；

如图4所示，采用下充气上间隙排气的模式，制氮设备产生的氮气沿着气调管路3通入到汇流管中，再从汇流管4分流到若干个通风口后同时进入到粮仓内粮堆的底部，粮堆中的空气被氮气向上挤出粮堆顶面进入粮堆顶部之上的空间，在排风机71的作用下，空气沿着循环管路2、分支管路二6以及分支管路三7的路径流动，最后被排风机71向外排出，实现氮气进入到粮堆中并替换掉空气，从而达到控制虫害、降低粮食呼吸及生理代谢强度等目的，具体的，制氮设备产生的氮气先从粮仓底部的通风口通入到粮仓内，此时排风机71先不工作向外抽风排气，当粮仓内气压达到高于外界气压250Pa左右时，排风机71再开始工作从粮仓的顶部将气体排出，排气的过程中，氮气持续通入到粮仓内，当粮仓内气压下降到高于外界气压50Pa左右时，排风机71停止排气，重复上述过程，直至粮堆内氮气浓度达到目标值，关闭排风机以及气调管路上的球阀结束整个充气过程，当氮气浓度低于预设的最低值时及时进行补齐，保障储粮质量。

通常气调储藏适用于地理位置靠南的区域，对于无虫粮，当粮堆顶层温度达到25℃时开始充入氮气，并且维持粮堆内的氮气浓度为90％～95％；

对与虫粮，则充入氮气至粮堆内的氮气浓度达到98％及以上，并维持大于等于28天来进行充分的杀虫处理，杀虫完成后维持粮堆内氮气浓度自然衰减。

前述集成系统的内环流风机、熏蒸风机、排风机、蝶阀一、蝶阀二、蝶阀三、蝶阀四、蝶阀五、球阀等由主控器进行集中控制，设定参数后能够根据环境状况以及储粮状况自动实现内环流控温、熏蒸、气调储藏以及冬季保水通风功能的切换运行，自动化程度高，无需人工干预，降低人工劳动强度。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。